DE2461168C2 - Measuring method and device for its implementation - Google Patents

Measuring method and device for its implementation

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DE2461168C2
DE2461168C2 DE19742461168 DE2461168A DE2461168C2 DE 2461168 C2 DE2461168 C2 DE 2461168C2 DE 19742461168 DE19742461168 DE 19742461168 DE 2461168 A DE2461168 A DE 2461168A DE 2461168 C2 DE2461168 C2 DE 2461168C2
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Marcel Dr. Dudingen Bichara (Schweiz)
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Meggitt SA
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Vibro Meter SA
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Die Hrlindung bezieht sich auf ein Meßverfahren zur Bestimmung der relativen Position eines Gegenstandes und auf eine Vorrichtung zu dessen Durchführung. The connection relates to a measurement method to determine the relative position of an object and to a device for its implementation.

Man kennt zur Zeit eine gewisse Anzahl von Vorrichtungen, um diese Messungen dui-hzuführcn. die alle darauf beruhen, daß eine Verstimmung durch eine metallische Masse, die in die Nähe eines Schwingkreises gebracht wird, hervorgerufen wird. Der Gegenstand, dessen Stellung man messen will, kann entweder den Wert einer Induktivität oder einer Kapazität, die sich in einem Schwingkreis eines Meßkopfes belinden, beeinflussen. Bei diesen Apparaten ist es jedoch erforderlich, daß der Meßkopf relativ nahe dem Gegenstand, dessen Position man messen will sein muß. was in gewissen Fällen hinderlich sein kann. Andererseits müssen diese Meßköpfe sehr gute I-.igcnschaften bezüglich der Frequenz aufweisen, wenn man eine große Präzision erreichen will. Außerdem kann man mit diesen Vorrichtungen nur die Position von Gegenständen ctinmi'm. deren Material·-·igenschüf!·1" in <li>r Lage sind, entweder einen Induktivitälswert oder einen Kapazitätswert oder beide gleichzeitig zu beeinflussen. Dieses bedeutet aber, daß deren Verwendung begrenzt istA certain number of devices are currently known for performing these measurements. all of which are based on the fact that a detuning is caused by a metallic mass that is brought into the vicinity of an oscillating circuit. The object, the position of which is to be measured, can either influence the value of an inductance or a capacitance which is located in an oscillating circuit of a measuring head. In these apparatus, however, it is necessary that the measuring head must be relatively close to the object whose position is to be measured. which can be a hindrance in certain cases. On the other hand, these measuring heads must have very good characteristics with regard to frequency if one wants to achieve great precision. In addition, with these devices one can only ctinmi'm the position of objects. whose material · - · property! · 1 "are in a position to influence either an inductance value or a capacitance value or both at the same time. This means, however, that their use is limited

Die deutsche Auslegeschrift 12 22 6SH beschreibt eine Vorrichtung, in welcher ein Generator inneihalb eines Hohlleiters eine elektromagnetische oder akustische stehende Welle erzeugt. Der Hohlleiter ist durch einen Kurzschlusskolben abgeschlossen, der mit dem beweglichen Werktisch befestigt ist. während der Hohlleiter an dem feststehenden Maschinenbett angebracht ist. Zwei voneinander entfcrntliegende Ablaslorganc. die die Hohlleilerwancl durchdringen, taster die Amplitude der stehenden Welle ab. Die vomThe German Auslegeschrift 12 22 6SH describes a device in which a generator inside a waveguide generates an electromagnetic or acoustic standing wave. The waveguide is completed by a short-circuit piston that is attached to the movable work table. while the waveguide on the stationary machine bed is appropriate. Two distant ventilating organs. which penetrate the Hohlleilerwancl, sample the amplitude of the standing wave. The ones from

Werklisch zum Kurzschlußkolben übertragene Bewegung bewirkt eine entsprechende Bewegung der stehenden Welle: somn .indem sieh die durch die Abtastorgane abgetasteten Amplituden, was die Bewegung auszuwerten erlaubtMovement transmitted to the short-circuit piston causes a corresponding movement of the standing wave: somn .indem see the through the Scanning organs sampled amplitudes, indicating the movement allowed to evaluate

Da das Meßohjekt direkt und mechanisch mit dei MeIU οι richtung verbunden lsi muß diese Mcßvniriehtuivj relativ nahe an dem Mcßoh|ckl ;m»ehraehi m. in: andererseits kann dieses Meßohjeki nur eine Ari von Bewegung ausfuhren, nämlich nur dieicnue. die man linsen will Im Falle der Auslegeschnlt l2 22hKX darf der Werktisch nur eine h.n- und he· gehende, geradlinige Bewegung ausführen: also .such liier lsi die \nwendung des Appir.iies b. ./\ AuIViilem. da die Messung der Bcvali!Uiiü .im einer Ampliiudenmessung zuruckgeliihn u-ird. ist die Meßgenauigkeil sehr relativ.Since the Messohjekt is directly and mechanically connected to the MeIU οι direction, this Mcßvniriehuivj must be relatively close to the Mcßoh | ckl; m »Ehraehi m. In: on the other hand, this Messohjeki can only perform one type of movement, namely only dieicnue. that you want to lens In the case of the extension l2 22hKX, the workbench may only make a to and fro, straight-line movement: so. ./ \ AuIViilem. since the measurement of the value is traced back to an amplitude measurement. the measuring accuracy wedge is very relative.

Is 's! das Ziel der vorliegenden nindung. diese bei den bekannten Vorrichtun ι besiehenden Nachteile zu vermeiden und ein Meu.^rlahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der relativ.-n Position eines beliebigen Gegenstandes anzugeben. D1CSeS Ziel wird erreicht mit einem Meßverfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Abstand zwischen einer Antenne und einem Ziel als Resonator eines Hyperfrequenz-Oszillalors benützt wird, dessen Frequenz mit einer Refrenzfrequcnz. die der des genannten Oszillators für einen vorgegebenen Abstand Antenne Ziel entspricht, verglichen wird, wobei das Frgebnis des Vergleichs ein Maß für die Differenz zwischen dem talsächlichen Abstand Antenne Ziel und dem vorgegebenen Abstand ist.Is it! the aim of the present application. to avoid these disadvantages associated with the known devices and to specify a tube and a device for determining the relative position of any object. D 1 CSeS target is achieved with a measuring method, which is characterized in that the distance between an antenna and a target is used as a resonator of a hyperfrequency oscillator, the frequency of which with a reference frequency. which corresponds to that of said oscillator for a predetermined distance antenna target, is compared, the result of the comparison being a measure of the difference between the valley distance antenna target and the predetermined distance.

Die Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Hyperfrcquenz-Oszillator mit mindestens einem brciibandigen Mikrowellen-Generator, einer Antenne und einem Rückkopplungskreis eine Welle liefert, deren F requenz vom Abstand Antenne Ziel abhängt, daß ein/weiter Hyperirequcnz-Oszillator mit einem sehmalbanciigen MikrowellenGenera'or eine feststehende Referenzwelle liefert und daß eine Auswertungsschaltung ein Maß für die Differenz zwischen der Frequenz des ersten und der Frequenz des zweiten Oszillators liefert.The device for carrying out the method is characterized in that a first Hyperfrequency oscillator with at least one short-band A microwave generator, an antenna and a feedback circuit supplies a wave whose Frequency depends on the distance antenna target that a / further hyperrequency oscillator with a semi-balanced Microwave generator supplies a fixed reference wave and that an evaluation circuit provides a measure of the difference between the Frequency of the first and the frequency of the second oscillator provides.

Fin Ausführungsbeispiel der Frfindi-ng wird nun im folgenden an Flaue! emer beispielsweise!! Zeichnung näher erläutert, wobeiFin embodiment of the Frfindi-ng will now in the following on Flaue! emer for example !! drawing explained in more detail, where

Fig. I schemalisch erne Ausführungslorm der Vorrichtung undFig. I schematically erne embodiment of the Device and

F ι g 2 im Schnitt einen Hohlraumresonator zeigt, der in der Vorrichtung gemäß P ι g 1 verwendet werden kannF ι g 2 shows in section a cavity resonator, which can be used in the device according to P ι g 1

In F- i ». 1 erkennt man die Vorrichtung, die einenIn F- i ». 1 you can see the device that one

—. ... Ii r.... _ . ι : ...../·ΐ „.. II..UI „-. ... Ii r .... _. ι: ..... / · ΐ ".. II..UI"

reson.itor enthalt, dessen Gütefaktor relativ niedrig ist (z B - 20). Dieser Generator injiziert scm Aus gangssigna! in einen Zirkulator Cl dessen Zugänge von I bis 4 numeriert sind Zu beachten ist. daß ein Zirkulator i'ine ι rhallrni Welle von einem seiner Zut'inge zum nachstlolgenden Zugang übermittelt und dies in einer wohlhcsiimmten Kühlung (hier in Rkhluni! des PIi il-.si. was bedeutet, dah die Welle die über Zugan· ί rim-espeist wird. .ius /u gang 2 austritt, du· Wi-IIi- du· über Zugang 2 ein uespeist wird, aus Zug.inr λ .lusirili usw Die I ic quenz der vom Generator <> I ausgehenden Welle ist. wie weiter unten noch 'Tschriehen wird durch die WeIL- bestimmt die /um ZtiiMn·.· * des Zirkulator ( I gelangt Die vom Generator fr I herrührende Welle, ihe aus dem Zugang I des Zirkulator? C I austritt, steuert einen zweiten Generator Ci 2 mit größerer 1 eistung als der erste, der die leistungsverslärktecontains reson.itor, the quality factor of which is relatively low (e.g. - 20). This generator injects scm output signals! into a circulator C1 whose entrances are numbered from I to 4 Please note. that a circulator transmits a ι rhallrni wave from one of its allotment to the next access and this in a pleasant cooling (here in Rkhluni! .ius / u passage 2 exits, du · Wi-IIi- du · is fed in via port 2, from Zug.inr λ .lusirili etc. The I ic quency of the wave emanating from the generator <> I is. as further below still 'Tschriehen is determined by the WeIL- the / um ZtiiMn ·. · * of the circulator (I arrives The wave originating from the generator for I, which emerges from the inlet I of the circulator? CI, controls a second generator Ci 2 with a larger 1 performance as the first to market the services

s Welle /um Zugang 1 lies Zirkulators CI zurücksendei. welcher diese seinem Zugang 2 übermittelt Dieser ist mit einem Isolator / 1 verbunden, welcher den Durchlaß der Well·· nur in einer Richtung erlaubt, hier in Richtung ties Pfeiles Die Welle gelangt anschließend in einen Riehlungskuppler CD. welcher die WcIIl in zwei I eile teilt, wovon einer, nachdem er durch einen zweiten Zirkulator Cl gekommen ist. eine Antenne 1\ 7 speist Diese letztere richlci auf den zu messenden Gegenstand oder Ziel ( eine Send back wave / um access 1 read circulator CI. which transmits this to its access 2. This is connected to an insulator / 1, which allows the passage of the well · · only in one direction, here in the direction of the low arrow. The shaft then passes into a directional coupler CD. which divides the toilet into two parts, one of which after having passed through a second circulator C1 . An antenna 1 \ 7 feeds the latter directly to the object or target to be measured (a

κ elektromagnetische Welle .1. Diese wird reflektiert, und es bildet sieh eine stehende Welle aus. deren 1 lequen/ vom \bstand .S zwischen der Antenne 1\ 7 und dem Meßobjekl ( abhängt. Die durch Reflexion am Ziel C entstandene stehende WeIIeR gelangt zur Antenne I V7 zurück, tritt bei 2 in den Zirkulator '"L ein und kommt bei S leder heraus. um anschließend durch einen Abschwach ;r A I und einen Phasenschieber D1 /u gelangen. Danr> tritt sie beim Zugang 3 in den Zirkulator CI ein. um beim Zugang 4 herauszukommen und den Generator G I zu steuern.κ electromagnetic wave .1. This is reflected and a standing wave forms. whose 1 lequen / on \ bstand .S between the antenna 1 \ 7 and the measuring object (depends. The standing wave caused by reflection at the target C returns to the antenna I V7, enters the circulator '"L at 2 and comes at S leather out to then through a Abschwach;. r a I and a phase shifter D 1 / go u danr> enters it in the access 3 in the circulator CI a come out to the access 4 and to control the generator G I...

Der Generator (! 1 kann ein Gunn-Dioden-Generator sein Diese Dioden zeichnen «ich dadurch aus. daß sie Stromstöße aussenden, sobald eine gewisse an sie angelegte Gleichspannung überschritten wird (Gunn-Fffekti. Ausführliche 1 rlaulerungen über diese Dioden kann man in der Veröffentlichung »Gunn-Diode. leil eines iracbaren Radargerätes« von M. Bichara in ilen »Annales des "lelecommunications«. Bd 26. Nr. 1 bis 2. Januar-Februar 197i. linden. Die Frequenz diesel Stromstöße hängt von einer gewissen Anzahl von Parametern ab unter anderem von den geometrischen Abmessun η der Diotle. der Konzentration der Verunreinigungen im aktiven leil. der l.inkapselung der Diode usw. Man kann es einrichten, daß diese Frequenzen ein ziemlich breites Spektrum bilden, indem ein geeigneter Hohlraumresonator verwendet wird, wie er weiter unten beschrieben wird.The generator (! 1 can be a Gunn diode generator. These diodes are characterized by the fact that they emit current surges as soon as a certain DC voltage applied to them is exceeded (Gunn effecti. Detailed explanations about these diodes can be found in the Publication "Gunn diode. Leil of an iracable radar device" by M. Bichara in the "Annales des" lelecommunications ", vol. 26, No. 1 to January 2 to February 197, linden. The frequency of these electric surges depends on a certain number of parameters, inter alia by the geometrical Abmessun η of Diotle. the concentration of impurities in active leil. l.inkapselung of the diode, etc. it can be arranged that these frequencies constitute a fairly broad range by selecting an appropriate cavity resonator is used as it is described below.

4;, Der Generator C, 2 kann eine IM PATT-(I M Pact ionization by Avalanche and Transit Time-)Diode enthalten, wobei seine Frequenz durch den ersten Generator gesteuert wird An Stelle dieses Generators G 2 kann sehr wohl ein Verstärker zwischen dem Zugang 24; The generator C, 2 can contain an IM PATT (IM Pact ionization by Avalanche and Transit Time) diode, its frequency being controlled by the first generator. Instead of this generator G 2 , an amplifier between the access 2

so von CI und /1 angebracht werden. Dies erlaubt, einen Zirkulator mit nur 3 anstatt 4 Zugängen zu verwenden. so be attached by CI and / 1. This allows a circulator with only 3 instead of 4 accesses to be used.

Die.c oben beschriebenen I lemenle bilden einenThe I elements described above form one

ll..~ ..-C-... , ί l- ..Il .1,».- >,.,,-;,·, .l,.r AWctitK-l V 7UM-ll .. ~ ..- C -..., ί l- ..Il .1, ».->,. ,, - ;, ·, .l, .r AWctitK-l V 7UM-

sehen der Antenne und dem Ziel als Resonator dient Um die nachfolgenden Rechnungen zu vereinfachen, nehmen wir an. da'."- /. B. die durch den Generator G I ausgesendete Frequenz H)CiHz ist und daß der Abstand S M) cm beträgt Daraus folgt für die !..iiif/eitsee the antenna and the target serves as a resonator. To simplify the following calculations, we assume. da '. "- /. B. the frequency H) CiHz emitted by the generator G I and that the distance S M) cm. It follows from this for the! .. iiif / eit

hu Antenne Ziel und zurück der elektromagnetischen Wellehu antenna aim and back of the electromagnetic wave

, I,i'IlCm ?. H) "see 2000 psec., I , i 'Il cm ?. H) "see 2000 psec.

' 10' em sec'10' em sec

h', wobei V I ()"'em sec die lichtgeschwindigkeit ist. I ine mit IO GHz schwingende Welle hat eine Periode von KKlpsec Zwischen der Antenne und dem Ziel wird eine stationäre Welle entstehen, in die man h ', where VI () "' em sec is the speed of light. A wave oscillating at IO GHz has a period of KKlpsec. Between the antenna and the target, a stationary wave will arise into which one

während der Laufzeit 20m;il die Periode hmcinnrinacn kannduring the term 20m; il the period hmcinnrinacn can

2(XX) pscc
lÖOpscc
2 (XX) pscc
lÖOpscc

■')■ ')

Da diese Welle stehend ist. wird sich die Anzahl der Perioden für kleine Verschiebungen des Zieles nicht verändern Wenn man nun dieses Ziel um 0.3 cm ( - I.S) verschiebt, wird sich die I auf/cn andern, um die siehende Welle /u erhalten. woraus sich ergibtBecause this wave is standing. will increase the number of Do not change periods for small shifts of the target. If you now move this target by 0.3 cm (- I.S) shifts, the I will change to / cn to the seeing wave / u received. from which it follows

U cmU cm

2<>?<ipsec2 <>? <Ipsec

.·» 10'" cm se,
Daraus ergibt sn.h cmc '\nderuni: der Pen ode 7 2020 pscc
. · »10 '" cm se,
This results in sn.h cmc '\ nderuni: the pen ode 7 2020 pscc

HU pse<.HU pse <.

was einet \ rennen/ von w.^ni CiH/ entspricht Die Differenz I / bc/uglich der ursprünglichen } rcqucn/ ist aKo w MH/what a \ rennen / von w. ^ ni CiH / corresponds to the difference I / bc / uglich the original} rcqucn / is aKo w MH /

Wenn der Abstand .S .'(>.(I^ cm wirdIf the distance .S. '(>. (I ^ cm becomes

i .lilf/Viii .lilf / Vii

onon

' Id ' t 'Id' t

HKI 1HKI 1

vias cmc; Frequenz von Pv)Q(Ki; CiH/ cntsprichi Dk Differenz I 1 wird also <J.<« MH/vias cmc; Frequency of Pv) Q (Ki; CiH / cntsprichi Dk difference I 1 is therefore <J. <«MH /

Man kann auch die 11 für kleinere Verschiebungen berechnen.One can also calculate the 1 1 for smaller displacements.

i s ist hm/u/uiugen. daß die Frequen/differen/en I / unabhängig sind von der Hohe der Frequenzen, die im Spektrum des Generators (V I enthalten sind Wenn diese i requcn/ klein gewählt wird, werden die Periode T sowie die Wellenlänge / großer: die Anzahl π der Bauche und der Knoten der stehenden Welle wird ebenfalls kleiner Da«. Verhältnisis is hm / u / uiugen. that the frequencies / differen / s I / are independent of the height of the frequencies that are contained in the spectrum of the generator (VI. If this i requcn / is chosen to be small, the period T and the wavelength / are greater: the number π of bulges and the knot of the standing wave also becomes smaller Da «. Ratio

das cir Mat· tin d?c ^ndeninc der Frequer.. ;s;. wird konstant bleibenthe cir Mat · tin d? c ^ ndeninc the Frequer ..; s ;. will remain constant

Auf dcT anderen Seite wachst die EmpfindlichkeitOn the other hand, sensitivity increases

K KICIiICi ut"i ."\:i>tAliu .» i:mK KICIiICi ut "i." \: I> tAliu. » in the

Die Frfquenz des Oszillator* hangt also im Rahmen des Frequenzspektrums der Generatoren G I und C>2 vorn Abstand 5 ab Das Phänomen der Svnchronisation des Generators (V I durch die reflektierte Welle kann wie folgt erklärt werden durch die Eigenschaften der Gunn-Diode werden, falls zu der an der Diode anhegenden Gleichspannung eine W eile addien wird, deren Frequenz in das Spekiruin des Generators fallt die Stromstöße bevorzug! ausgesandi. wenr die gesamte anhegende Spannung ihr Maximum erreich:, wodurch eine Synchronisation erreich: wire;The frequency of the oscillator * depends on the frequency spectrum of the generators G I and C> 2 on the distance 5 A time will add to the DC voltage applied to the diode, the frequency of which falls within the spectrum of the generator, and the current impulses are preferentially emitted when the total applied voltage reaches its maximum, whereby synchronization is achieved: wire;

Man erkenn; auf F ig i. aah die aa« derr. /weiter. Ausgang de> Richtungskupplers CD heraus* οτπτηεη-de Welle durch einen Abschwächer Al und einen Phasenschieber Dl gelang!, lim auf einem der Eingänge einer T-Kup|i!ung /U gelangen. Ein driller Generator Gi mil großem Gütefaktor entsendet eineOne recognizes; on Fig i. aah the aa «derr. /further. Exit de> directional coupler CD out * οτπτηεη-de wave through an attenuator Al and a phase shifter Dl succeeded !, lim get on one of the inputs of a T-Kup | i! Ung / U. A three generator Gi with a great figure of merit sends one

s Welle mil. einer bestimmten Frequenz durch einen Isolator /2.einen Abschwächer A3 und einen Phasenschieber D3zum /,weilen Eingiingdcr Kupplung T, Der Ausgang dieser Kupplung, die man im allgemeinen »magisches Τ« nennt, kst'im ukilil weisedie vcktoriclles wave with a certain frequency through an isolator / 2, an attenuator A3 and a phase shifter D 3 to / because the input to the coupling T, the output of this coupling, which is generally called "magic Τ", kst'im ukilil weise the vcktoriclle

ίο Addition oder Subtraktion ankommende Wellen hefern Die resultierende Welle gelangt anschließend durch einen Demodulator Dl. M und d^nn durch einen Tiefpaßfilter /1Zi. einen Gleichstromverstärker 4MP. einen Begrenzer / IM. bevor da f reqjcn/ ausίο addition or subtraction of incoming waves. The resulting wave then passes through a demodulator Dl. M and d ^ nn through a low-pass filter / 1 Zi. a DC amplifier 4MP. a limiter / IM. before there f reqjcn / out

is dem Demodulator /)/■. Vf in einem Frequcnz-Spannungswandler COV in cm meßbares elektrisches Signal umgewandelt wird Dieses elektrische Signal kann in einem hcrkomnilu n-.-n Mcßgcra! W£5 ausgewertet werden In der Nahe der Antenne 4\7is the demodulator /) / ■. Vf is converted into a measurable electrical signal in a frequency-voltage converter COV . This electrical signal can be converted into a hcrkomnilu n -.- n Mcßgcra! W £ 5 can be evaluated in the vicinity of antenna 4 \ 7 befinde! su-h emc I mse /.. um die von der Antenne ausgcslrahi.v Λ eile auf den Meßgegenstand /u fokussieren Außerdem dient diese Linse noch da/u. eventuelle siorende Wellen auszuscheiden, die nicht am Brennpunkt der Mcßucllc reflektier! weidenbe! su-h emc I mse / .. order from the antenna Auscslrahi.v Λ hurry to focus on the object to be measured. Eliminate any sore waves that are not reflect at the focal point of Mcßucllc! graze

2S Auf die Werte des vorherigen Beispiels zurückkommend, itann «let Generator O3 cmc Welle m.t einer genau«.η Frequenz von 10GHz aussenden, wodurch dci Ausgang ues ι ^modulators />M/ ein Signal liefert, dessen ! rcqucnp dci Differenz zwischen2S Returning to the values of the previous example, let the generator O3 cmc wave m.t send out an exactly «.η frequency of 10GHz, whereby dci output ues ι ^ modulators /> M / a Signal, whose! rcqucnp dci difference between der Rcfcren/ficqucn/. die einem vorgegebenen Abstand .S entspricht, und dci Frequenz des iicneralors (.1 fur einen beliebigen Abstand S entspricht, d h. sie wird das Bild der Veränderung des Abstamies S. wobo diese Veränderung iiti Meßinstrument VjfJ.Sthe Rcfcren / ficqucn /. which corresponds to a given distance .S, and corresponds to the frequency of the sensor (.1 for an arbitrary distance S , i.e. it becomes the image of the change in distance S. where this change in the measuring instrument VjfJ.S

t< ausgewertet werden kann t < can be evaluated

Die F ι ε Γ zeigt im Vhmii ein mögliches A>is-Fuhrungsheispiel eines Hohlraumresonator*· R /usammen nut einet (iimn Dt< >dc. der einen Hvperfre<4uen/-Generatoi bildet Der Resonator besteh:The F ι ε Γ shows in Vhmii a possible A> is guiding example of a cavity resonator * · R / u together with one (iimn Dt <> dc. Which forms a Hvperfre <4uen / -Generatoi The resonator consists:

aus einem /vlindrisiht-n ι ichausc I aus gu: leitendem Metall, wie / B Kupier «las mit einem cbenf.'lis aus Kupfer bestehenden IXikcl 2 geschlossen ist wobei das ganze Gehäuse Rippen cr;:hal! um die Kühlung der Vorrichtung /u verbessern Fm massiver Kupferfrom a vlindrisiht-n ι ichausc I from gu: conductive metal, like / B Kupier «read with a cbenf.'lis made of copper IXikcl 2 is closed with the whole case ribs cr;: hal! to improve the cooling of the device / u Fm solid copper zylinder 3 nimmt die Mitte des Resonators ein und ist auf einer Flektrode 4 aufgeschraubt, die Teil eines Koaxialsteekcrs ist. der aus einem isolierenden Teil 5 und einer /weiten Flektrode 6 besieh! Der 7\Ιιγκ..·τ 3 ruht direkt auf einer Vorrichtung, weiche d?e Gunn-cylinder 3 occupies the center of the resonator and is screwed onto a Flektrode 4, which is part of a Coaxial steekcrs is. which consists of an insulating part 5 and a wide flex electrode 6 see! The 7 \ Ιιγκ .. · τ 3 rests directly on a device, soft the Gunn-

<=o Diode Dd enthalt, die sich /wischen zwei Kontaktplatten 7 und 8 befindet Diese zwei Platten dienen zum Justieren des Absfandcs /wischen dem Zvlinder 3 und dem Gehäuse 1 und zum justieren der Diode in bezug auf diesen Abstand Der Gütefaktor Q eines rö söfchcfi vVcficiduns hang! unter anderem von da Oberfiachenquahtai der der. Resonator bildenden Teiic ah Diesen Resonatorivp nennt man koaxial und wiedereintretend<= o Diode Dd contains, which is / between two contact plates 7 and 8 These two plates are used to adjust the Absfandcs / between the cylinder 3 and the housing 1 and to adjust the diode in relation to this distance The quality factor Q of a rö söfchcfi vVcficiduns slope! inter alia from da Oberfiachenquahtai of the. Resonator forming part ah This Resonatorivp is called coaxial and re-entering

Fur das nchtige Arbeiten der Vorrichtung gemäßFor night work the device according to

Fiel lsi der Phasenschieber DI nicht unbedingt notwendig um fur die reflektierte Welle geesgriete Phasenbedmeungcn /u erhalten, kann man den vorgegebenen Abstand S einstellen Fur eine im industriellen Maßstab herzustellende Vorrichtung kann dCT Abschwächer 4 2 ausgelassen werden, da das \ xhälinis der Leistungen zwischen der W;elk aus dem Generator G 3 und der des Oszillators durch eine geeignete Anordnung des Richtungskupplers CD an- Fell the phase shifter DI not lsi absolutely necessary in order for the reflected wave geesgriete Phasenbedmeungcn / u get one can adjust the predetermined distance S For a manufactured on an industrial scale device can dCT attenuator 4 2 are omitted because the \ x hälinis of services between the W ; elk from the generator G 3 and that of the oscillator by means of a suitable arrangement of the directional coupler CD.

gepaßt werden kann. Dasselbe gilt für den Abschwächer A 3 und für einen der zwei Phasenschieber D 2 oder D 3. can be fitted. The same applies to the attenuator A 3 and to one of the two phase shifters D 2 or D 3.

Die Vorrichtung erlaubt es also, nach der Nulleinstellung mit Hilfe der Abschwächer AX, Al, A3 und der Phasenschieber DX, .02 und D3 zu bestimmen, ir welchem Maße irgendein Gegenstand oder Ziel von einer vorgegebenen Stellung abweicht, und dies mit Hilfe eines Oszillators, dessen FrequenzThe device thus makes it possible, after the zero setting with the help of the attenuators AX, A1, A3 and the phase shifters DX, .02 and D3, to determine the extent to which any object or target deviates from a predetermined position, and this with the help of an oscillator, its frequency

ein Bild des Abstandes zwischen der Antenne und dem Ziel ist. Diese momentane Positionsmessung kann leicht in eine dynamische Messung umgewandelt werden im Falle, daß das Ziel C vibriert. In diesem Falle wird der Demodulator DEM ein frequenzmoduliertes Signal aussenden, woraus man in an sich bekannter Weise sowohl die Vibrationsamplitude als auch den Absolutwert der Position des Zieles bestimmen kann.is a picture of the distance between the antenna and the target. This instantaneous position measurement can easily be converted into a dynamic measurement in the event that the target C vibrates. In this case, the demodulator DEM will send out a frequency-modulated signal, from which both the vibration amplitude and the absolute value of the position of the target can be determined in a manner known per se.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (17)

PatentansprücheClaims 1. Meßverfahren zur Bestimmung der relativen Position eines Gegenstandes, dadurch ge- s kennzeichnet, daß der Abstand zwischen einer Antenne und einem Ziel als Resonator eines Hyperfrequenz-Oszillators benützt wird, dessen Frequenz mit einer Referenzfrequenz, die der des genannten Oszillators für einen vorgegebenen '° Abstand Antenne Ziel entspricht, verglichen wird, wobei das Ergebnis des Vergleichs ein Maß für die Differenz zwischen dem talsächlichen Abstand Antenne Ziel und dem vorgegebenen Abstand ist.1. Measuring method for determining the relative position of an object, characterized overall s denotes that the distance between an antenna and a target is used as a resonator of a hyper-frequency oscillator whose frequency with a reference frequency of said oscillator for a given ' ° Distance antenna target is compared, the result of the comparison being a measure of the difference between the valley distance antenna target and the specified distance. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1. dadurch ge- is kennzeichnet, daß der Vergleich der genannten Frequenzen durch eine Kombination der zwei Wellen geschieht, wobei die Differenz zwischen beiden Frequenzen ermittelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the comparison of said Frequencies happens through a combination of the two waves, with the difference between is determined at both frequencies. λ. Verfahren ge.näß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Ziel reflektierte Welle zum Steuern der Frequenz des genannten Oszillators verwendet wird.λ. Method according to claim 1, characterized in that that the wave reflected from the target for controlling the frequency of said oscillator is used. 4. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich- *5 net. daß ein erster Hyperfrequenz Oszillator mit mindestens einem breitbandigen Mikrowellen-Generator, einer Antenne und einem Rückkopplungskreis eine Welle liefert, deren Frequenz vom Absland Anteni... -Ziel abhängt, daß ein zweiter Hyperfrequenz-Oszillator mit einem schmalbandigeii IvlikroweüeTi-Gcncra'.or es, .· feststehende Referenzwelle liefert und da3 ei.-; Auswertungsschaltung ein Maß für die Differenz /wischen der Frequenz des ersten und der Frequenz des zweiten Oszillators liefert.4. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized marked- * 5 net. that a first hyperfrequency oscillator with at least one broadband microwave generator, an antenna and a feedback circuit delivers a wave whose frequency is from Absland Anteni ... goal depends on that a second Hyperfrequency oscillator with a narrowbandigeii IvlikroweüeTi-Gcncra'.or es,. · Fixed Reference wave delivers and da3 ei.-; Evaluation circuit a measure of the difference / wipe the Frequency of the first and the frequency of the second oscillator provides. 5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Oszillator einen ersten Zirkulator enthält, der die durch den Generator mit dem niedrigen Gütefaktor ausgesandte Welle über einen zweiten Zirkulator auf die Antenne lenkt, wobei der zweite Zirkulator ebenfalls die durch die Scheibe reflektiert Weüc empfängt, um sie über einen Rückkopplungskreis und über den genannten ersten Zirkulator zum Generator mit dem niedrigen Gütefaktor zu leiten.5. Device according to claim 4, characterized in that that the first oscillator includes a first circulator which is generated by the generator Wave transmitted with the low quality factor via a second circulator to the antenna deflects, the second circulator also receiving the Weüc reflected by the disc it via a feedback circuit and via said first circulator to the generator the low figure of merit. 6. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 4 imd 5. dadurch gekennzeichnet, daß der genannte breitbandigc Generator eine in einem Hohlraumresonator angebrachte Gunn-Diode enthält. 6. Device according to claims 4 and 5. characterized in that said broadband generator includes a Gunn diode mounted in a cavity resonator. 7. Vorrichtung gemäß Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der /weite Oszillator ebenfalls einen Gunn-Diode-Generator enthält.7. Device according to claim 4, characterized in that that the / wide oscillator also contains a Gunn diode generator. 8. Vorrichtung gemäß Anspruch 4. gekennzeichnet durch einen Richtungskuppler, der die vom Generator mit dem niedrigen Gütefaktor ausgesandtc Welle in zwei Teile teilt, wobei ein Teil für die Messung , der ;iniicre Tci! für den Vergleich mit der Rcferun/weile bestimmt ist.8. The device according to claim 4, characterized by a directional coupler, the from Generator with the low figure of merit sentc divides the wave into two parts, with one part for the measurement, the; iniicre Tci! for comparison with the return is determined. 9. Vorrichtung gemäß Anspruch 4. dadurch gc- »o kennzeichnet, daß der erste ()szillator einen zweiten Generator aufweist, der mit einer Avalanche-Diode ausgestaltet ist9. The device according to claim 4. characterized gc- »o indicates that the first () oscillator has a second Has generator with an avalanche diode is designed 10 Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Oszillator einen f>a Verstärker enthält.Device according to Claim 4, characterized in that the first oscillator contains an f> a amplifier. 11. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 4 und S, dadurch uekcnn/eichnei. daß die Meßwelle und die Referenzwelle mcIi in einem »magischen T<vereinigen. 11. Device according to claims 4 and S, thereby uekcnn / eichnei. that the measuring shaft and unite the reference wave mcIi in a "magic T". 12. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 4 und II. dadurch gekennzeichnet, daß diese Vereinigung cmc vektorielle Addition ist12. Device according to claims 4 and II. characterized in that this association cmc is vectorial addition 13. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 4 und 11. dadurch gekennzeichnet. d:iß diese Vereinigung cmc vcktorielle Subtraktion ist.13. Device according to claims 4 and 11, characterized. d: eat this union cmc is square subtraction. 14. Vorrichtung gemäß Anspruch 4. diidiir-.-h iiekennzeiehnet. daß di- Ausvvertungsschah ,nu einen Demodulator enthalt, gefolgt von einer Schaltung, die es erlaubt, die frequenz des von diesem Demodulator ausgesandten Signal- ,umzuwerten. 14. The device according to claim 4. diidiir -.- h iiemarket. that dis- Ausvvertungsschah, nu contains a demodulator followed by a circuit that allows the frequency of the from this demodulator sent signal to reevaluate. 15. Vorrichtung gemäß Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Rüekkopplungskreis des ersten Oszillators einen von einem Phasenschieber •refoliiten Abschwächer enthält.15. Device according to claim 4, characterized in that that the feedback circuit of the first oscillator is one of a phase shifter • contains refoliiten attenuators. 1 (y Vorrichtung gemäß Anspruch 4. dadurch ^■-kennzeichnet, daß sie einen Phasenschieber uml einen Abschwächet enthält, wobei die Meßwelle durch sie hindurchgelangi. bevor sie nut der Referenzwelle vereinigt wird.1 (y device according to claim 4, characterized in that it contains a phase shifter around an attenuator, the measuring wave passing through it before it is combined with the reference wave. 17. Vorrichtung gemäß Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Oszillator einen von einem Phasenschieber gefolgten Abschwächer enthält.17. The device according to claim 4, characterized in that the second oscillator has a attenuator followed by a phase shifter.
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